KR102098138B1 - 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치 - Google Patents

효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치에 관한 것으로 특히, 공지된 정수기용 급속냉각장치에 있어서, 상기 냉수코일의 내부에 반달 형상을 갖는 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판을 각각 수직 및 수평 방향으로 정해진 간격과 정해진 경사각도를 갖도록 착탈 가능하게 설치하여, 상기 순환펌프에 의해 냉수조의 바닥부로부터 상방향으로 배출되는 냉각수의 일부는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판들의 저면에 부딪혀 회오리 형태로 와류하며 상부로 난류성을 갖고 이동하고, 나머지 냉각수는 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판과 냉수코일 내측 사이에 형성된 틈새형 유로를 통해 상부로 난류성을 갖고 이동하며 냉수코일 내 음용수와 열교환이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
따라서, 냉수조 내 냉각수가 전체적으로 균등한 냉각상태가 유지하며 냉수코일 전체에 고르게 접촉되며 순환하게 되므로 냉수코일 내 음용수인 냉수에 대한 냉각효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

Description

효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치{Rapid cooling system for water purifier with efficient cooling function}
본 발명은 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉수코일을 통과하여 사용자에게 제공되는 정수 또는 음료수(이하 "냉수"로 통침함)에 대한 냉각방식으로 냉매코일의 냉매 순환과 별도로 냉수조 내의 냉각수가 순환펌프에 의해 냉수조 내부의 전체 공간에 균등하게 순환될 수 있도록 하여 냉수조 내 냉각수가 전체적으로 균등한 냉각상태가 유지하며 냉수코일 내의 음용수인 냉수에 대한 냉각효율을 획기적으로 향상시킬 수 있도록 발명한 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치에 관한 것이다.
산업 발전과 더불어 주변 환경오염이 심각해짐에 따라 식생활에 직결되는 수자원의 오염이 가중되어 왔다 근래에는 건강한 먹는 물에 대한 소비자의 관심이 커지고 있다.
이러한 물 시장의 추세에 따라 깨끗한 지하수로 생수를 제조하는 업체가 증가하고 있으며, 최근에는 심층수 영역까지 확대되고 있다.
이러한 자연수는 공급량이 한정되어 있으며 수돗물에 비하여 고가이므로, 수돗물 등을 정수하는 정수기 산업 또한 발전되고 있다.
물 공급장치의 발전 양상 중 하나는 소비자의 기호에 따른 물 처리이다.
특히 계절의 변화에 따라 소비자는 차가운 물(냉수)이나 따뜻한 물(온수)을 마시기를 원한다.
그에 따라 물의 온도를 조절하여 제공하는 냉온수기가 제공된다.
현재 냉온수기는 생수 공급 업체가 제공하는 디스펜서 장치에 부가적인 기능으로 내장되어 있으며, 수돗물을 정화하여 제공하는 정수기에도 부가적인 기능으로 내장되어 제공되는 것이 일반적인 추세이다.
한편, 냉온수기는 기본적으로 깨끗한 직수(원수)나 별도의 필터를 통해 깨끗하게 정화된 정수를 냉수코일 또는 온수코일 내로 공급시켜 주는 가운데 냉수조(저수조) 또는 온수조(저수조) 내로 냉각용 물 또는 가열용 물을 순환펌프를 통해 순환시키면서 냉매코일 및 열기발생코일에서 발생되는 냉기 및 온기를 이용하여 냉수코일 또는 온수코일 내의 물을 정해진 온도 내로 냉각 및 가열시켜, 해당 냉수 또는 온수 배수꼭지(배수콕)의 개폐 조작을 통해 차가운 냉수 또는 뜨거운 온수가 배출될 수 있도록 구성되고 있다.
특히, 냉수조에 있어서 그 내부에 저장되는 냉각수에 대해 최대한 빠른 시간 내에 냉각상태가 이루어져 냉수코일을 통과하여 사용자에게 제공되는 냉수의 온도가 정해진 온도범위를 유지할 수 있도록 하는 냉각장치의 필요성은 너무나 중요한데, 통상 주로 사용되고 있는 간접 냉각방식의 경우에는 냉각수가 체워짐과 동시에 냉수코일이 설치되어 있는 냉수조 내에 냉매코일을 설치하여 증발기 역할을 하도록 함으로서 냉수조 내부에 설치되어 있는 냉수코일 내 음용수인 냉수를 정해진 온도 범위 내로 냉각시켜 사용자에게 제공할 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 간접 냉각방식은 냉수조 내부의 냉각수 용량과 냉매코일 및 냉수코일의 길이와 체적 및 설치개수 등에 따라 냉각효율에 약간의 차이가 있고, 특히 냉수코일을 통과하는 음용수의 공급온도차와 순환펌프를 통해 냉각수를 순환시키는 과정에서 냉각수와 냉수코일 사이의 접촉시간 및 접촉면적을 얼마나 많이 늘려 주느냐에 따라 냉수코일을 통과하는 음용수에 대한 냉각효율에 많은 차이가 있으므로 냉각수를 냉수조 내부 전체 공간에 균일하게 순환시킬 필요가 있다.
그런데 종래 대부분의 정수기용 급속냉각장치에서는 냉각수의 균등 순환기능이 구비되어 있지 않아 냉수코일에서 부분적으로 열교환 편차가 발생되면서 냉각수의 균일한 냉각상태가 확실하게 이루어질 수 없을 뿐만 아니라 그만큼 냉각효율이 저하되는 문제가 있다.
이와 같은 요구와 문제점을 해결하기 위한 방안으로 종래 등록실용신안공보 20-0473216호의 "자동급수 순환방식의 급속냉각장치"에서는 음수관의 내용물을 직접 접촉으로 열교환시키는 냉수조의 냉각수가 정지되지 않고 계속적으로 상기 냉수조의 전체 공간을 순환 공급되면서 위치에 따른 온도 편차 없이 균일한 냉각수의 냉각온도가 유지될 수 있도록 냉매관을 중심으로 상기 냉수조의 공간 사측에 4개의 순환펌프가 구성되되, 각각의 순환펌프는 냉각수를 강제 흡입시켜 토출시킬 수 있도록 일측에 흡입 순환관이 돌출 형성되면서 반대편 타측에는 토출 순환관이 돌출 형성되어 냉수조의 냉각수가 상기 순환펌프의 한쪽 흡입 순환관을 통해 흡입되어 다시 토출 순환관을 통해 토출되는 순환동작이 연속적으로 작동될 수 있는 구성을 제시하고 있다.
그러나 이와 같은 구성을 갖는 자동급수 순환방식의 급속냉각장치에서는 전술한 바와 같이, 음수관의 내용물을 직접 접촉으로 열교환시키는 냉수조의 냉각수가 정지되지 않고 계속적으로 냉수조의 전체 공간을 순환 공급되면서 위치에 따른 온도 편차 없이 균일한 냉각수의 냉각온도가 유지될 수 있도록 냉매관을 중심으로 상기 냉수조의 공간 사측에 고가의 순환펌프들이 설치된 형태를 가지고 있으므로 불필요하게 생산원가가 크게 상승하게 될 뿐만 아니라, 전력소모도 높고 고장율도 그만큼 높아 운용비 및 유지보수도 많이 들게 되는 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안공보 20-0473216호(2014년 06월 10일) 대한민국 등록특허공보 10-1804385호(2017년 11월 28일) 대한민국 공개특허공보 10-2017-0047851호(2017년 05월 08일)
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 냉각수가 담수되는 냉수조 내 외측에 냉매코일이 설치되고, 상기 냉매코일의 내측에는 하나 또는 복수의 냉수코일이 설치되며, 상기 냉수조의 바닥면 중앙에는 냉각수를 바닥부에서 흡입하여 상방부로 품어 주는 방식을 통해 흡입 순환시키는 순환펌프가 구비된 공지의 정수기용 급속냉각장치에 있어서, 상기 냉수코일의 내부에 반달 형상을 갖는 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판을 원주 및 중심점을 향해 정해진 각도 및 간격을 두고 경사지게 설치하여, 냉수코일을 통과하여 사용자에게 제공되는 냉수에 대한 냉각방식으로 냉매코일의 냉매 순환과 별도로 냉수조 내의 냉각수가 순환펌프에 의해 냉수조 내부의 전체 공간에 균등하게 와류하는 형태로 순환될 수 있도록 함으로써 냉수조 내 냉각수가 전체적으로 균등한 냉각상태가 유지하며 냉수코일 전체에 고르게 접촉되며 순환하게 되므로 냉수코일 내 음용수인 냉수에 대한 냉각효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 순환펌프의 흡입구에 균등 흡입구를 설치하고, 또 필요에 따라서는 순환펌프의 배출구에 냉각수 회전돌기를 더 구비시켜 냉매코일을 거쳐 냉수조의 바닥측으로 유입되는 냉각수를 순환펌프에서 흡입할 때 전체적으로 고르게 흡입할 수 있음은 물론 배출구를 통해 냉각수를 냉수코일 내측에 형성된 공간부로 배출할 때 회전력을 줄 수 있어 냉수조 내 냉각수가 냉수코일 내 공간부에서 보다 균일하면서도 회오리 형태로 와류되며 냉수코일 전체의 표면에 고르게 접촉되며 순환시킬 수 있으므로 냉수코일 내 음용수인 냉수에 대한 냉각효율을 더욱 획기적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품 자체의 상품성과 냉각에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치를 제공하는데 있다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상면이 개구된 원통 또는 사각통 형상을 갖고 냉각수가 담겨지는 냉수조와; 정해진 지름을 갖도록 수직방향으로 적층되게 권취된 상태에서 상기 냉수조 내벽과 근접되게 설치된 상태에서 압축기에 연결된 증발기에서 제공하는 냉매가 내부를 흐를 때 냉수조 내 냉각수 및 냉수코일로 냉기를 발생시켜 주는 냉매코일과; 상기 냉수코일보다 상대적으로 지름이 작도록 수직방향으로 적층되게 권취된 상태에서 상기 냉수조 내에서 냉매코일 내측에 설치되어 냉수코일을 통해 전달되는 냉기와의 열교환을 통해 그 내부로 흐르는 음용수를 냉각시켜 사용자에게 제공하는 하나 또는 다수의 냉수코일과; 상기 냉수조의 바닥면 중앙에 설치되어 냉각수를 냉수조 바닥부분에서 흡입하여 냉수코일 내측에 형성된 공간부를 통해 상방부로 품어 주는 순환펌프;로 구성된 정수기용 급속냉각장치에 있어서, 상기 냉수코일의 내부에 반달 형상을 갖는 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판을 각각 수직 및 수평 방향으로 정해진 간격과 정해진 경사각도를 갖도록 착탈 가능하게 설치하여, 상기 순환펌프에 의해 냉수조의 바닥부로부터 상방향으로 배출되는 냉각수의 일부는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판들의 저면에 부딪혀 회오리 형태로 와류하며 상부로 난류성을 갖고 이동하고, 나머지 냉각수는 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판과 냉수코일 내측 사이에 형성된 틈새형 유로를 통해 상부로 난류성을 갖고 이동하며 냉수코일 내 음용수와 열교환이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판은 반 원판 형상을 갖는 판체와; 단부에 고정핀 삽입공을 구비하고 상기 판체의 외주면에 정해진 간격을 두고 돌출 형성된 형태를 갖고 서로 인접한 냉수코일들 사이의 틈새로 단부가 끼워진 상태에서 상기 고정핀 삽입공에 착탈 가능하게 결합되는 고정핀에 의해 냉수코일로부터 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판이 이탈되지 않도록 하는 복수의 고정판;으로 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판의 고정판 내측에서 양측면 상,하부로는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판이 냉수코일의 내측에서 유동되는 것을 방지하고, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판의 외면과 냉수코일의 내측면 사이에 형성되는 틈새형 유로의 폭이 정해진 폭을 유지하도록 함은 물론 수직방향에 대한 설치각도가 정해진 각도를 유지하도록 하는 한쌍의 지지겸 경사각도 유지판을 더 돌출 성형한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판의 설치시 수평방향에 대한 경사각도는 5~20도로 설정하고, 수직방향에 대한 경사각도는 10~45도로 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 순환펌프의 흡입구에는 상기 냉수조 내에서 냉수코일과 냉수코일 사이의 틈새를 통해 순환되어 오는 냉각수를 바닥부 전방향에 걸쳐 고르게 흡입할 수 있도록 하는 균등 흡입구를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 순환펌프의 배출구에 냉수코일의 내측 공간부로 냉각수를 배출시킬 때 회전력을 주기 위한 냉각수 회전돌기를 더 구비시킨 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치에 의하면, 냉각수가 담수되는 냉수조 내 외측에 냉매코일이 설치되고, 상기 냉매코일의 내측에는 하나 또는 복수의 냉수코일이 설치되며, 상기 냉수조의 바닥면 중앙에는 냉각수를 바닥부에서 흡입하여 상방부로 품어 주는 방식을 통해 흡입 순환시키는 순환펌프가 구비된 공지의 정수기용 급속냉각장치에 있어서, 상기 냉수코일의 내부에 반달 형상을 갖는 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판을 원주 및 중심점을 향해 정해진 각도 및 간격을 두고 경사지게 설치하여, 냉수코일을 통과하여 사용자에게 제공되는 냉수에 대한 냉각방식으로 냉매코일의 냉매 순환과 별도로 냉수조 내의 냉각수가 순환펌프에 의해 냉수조 내부의 전체 공간에 균등하게 와류하는 형태로 순환될 수 있도록 함으로써 냉수조 내 냉각수가 전체적으로 균등한 냉각상태가 유지하며 냉수코일 전체에 고르게 접촉되며 순환하게 되므로 냉수코일 내 음용수인 냉수에 대한 냉각효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 순환펌프의 흡입구에 균등 흡입구를 설치하고, 또 필요에 따라서는 순환펌프의 배출구에 냉각수 회전돌기를 더 구비시켜 냉매코일을 거쳐 냉수조의 바닥측으로 유입되는 냉각수를 순환펌프에서 흡입할 때 전체적으로 고르게 흡입할 수 있음은 물론 배출구를 통해 냉각수를 냉수코일 내측에 형성된 공간부로 배출할 때 회전력을 줄 수 있어 냉수조 내 냉각수가 냉수코일 내 공간부에서 보다 균일하면서도 회오리 형태로 와류되며 냉수코일 전체의 표면에 고르게 접촉되며 순환시킬 수 있으므로 냉수코일 내 음용수인 냉수에 대한 냉각효율을 더욱 획기적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품 자체의 상품성과 냉각에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
도 1은 본 발명이 적용된 정수기용 급속냉각장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명 장치에 적용시킨 순환펌프의 사시도.
도 3은 본 발명 장치에서 사용된 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판의 사시도.
도 4는 본 발명에서 와류겸 접촉시간 지연판을 180도 위상 차를 갖게 설치한 상태의 냉수코일의 평면도.
도 5는 도 4 중 A-A선 단면도.
도 6은 도 4 중 B-B선 단면도.
도 7은 본 발명에서 와류겸 접촉시간 지연판을 120도씩 위상 차를 갖게 설치한 상태의 냉수코일의 평면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들은 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용된 정수기용 급속냉각장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치에 적용시킨 순환펌프의 사시도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 장치에서 사용된 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판의 사시도를 나타낸 것이다.
또한, 도 4는 본 발명에서 와류겸 접촉시간 지연판을 180도 위상 차를 갖게 설치한 상태의 냉수코일의 평면도를 나타낸 것이고, 도 5는 도 4 중 A-A선 단면도를 나타낸 것이며, 도 6은 도 4 중 B-B선 단면도를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명에서 와류겸 접촉시간 지연판을 120도씩 위상 차를 갖게 설치한 상태의 냉수코일의 평면도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명은,
상면이 개구된 원통 또는 사각통 형상을 갖고 냉각수가 담겨지는 정해진 용적의 냉수조(1)와; 정해진 지름을 갖도록 수직방향으로 적층되게 권취된 상태에서 상기 냉수조(1) 내벽과 근접되게 설치된 상태에서 압축기(2)에 연결된 증발기(3)에서 제공하는 냉매가 내부를 흐를 때, 냉수조(1) 내 냉각수 및 냉수코일(4)로 냉기를 발생시켜 주는 냉매코일(5)과; 상기 냉수코일(4)보다 상대적으로 지름이 작도록 수직방향으로 적층되게 권취된 상태에서 상기 냉수조(1) 내에서 냉매코일(5) 내측에 설치되어 냉수코일(4)을 통해 전달되는 냉기와의 열교환을 통해 그 내부로 흐르는 음용수를 냉각시켜 사용자에게 제공하는 하나 또는 다수의 냉수코일(4)과; 상기 냉수조(1)의 바닥면 중앙에 설치되어 냉각수를 냉수조(1) 바닥부분에서 흡입하여 냉수코일(4) 내측에 형성된 공간부를 통해 상방부로 품어 주는 순환펌프(6);로 구성된 정수기용 급속냉각장치에 있어서,
상기 냉수코일(4)의 내부에 반달 형상을 갖는 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)을 각각 수직 및 수평 방향으로 정해진 간격과 정해진 경사각도(θ1, θ2)를 갖도록 착탈 가능하게 설치하여, 상기 순환펌프(6)에 의해 냉수조(1)의 바닥부로부터 상방향으로 배출되는 냉각수의 일부는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)들의 저면에 부딪혀 회오리 형태로 와류하며 상부로 난류성을 갖고 이동하고, 나머지 냉각수는 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)과 냉수코일(4) 내측 사이에 형성된 틈새형 유로(W)를 통해 상부로 난류성을 갖고 이동하며 냉수코일(4) 내 음용수와 열교환이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)은,
반 원판 형상을 갖는 판체(71)와;
단부에 고정핀 삽입공(721)을 구비하고 상기 판체(71)의 외주면에 정해진 간격을 두고 돌출 형성된 형태를 갖고, 서로 인접한 냉수코일(4)들 사이의 틈새로 단부가 끼워진 상태에서 냉수코일(4) 외측에서 상기 고정핀 삽입공(721)에 착탈 가능하게 결합되는 고정핀(73)에 의해 냉수코일(4)로부터 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)이 이탈되지 않도록 하는 복수의 고정판(72);으로 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)의 고정판(72) 내측에서 양측면 상,하부로는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)이 냉수코일(4)의 내측에서 유동되는 것을 방지하고, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)의 외면과 냉수코일(4)의 내측면 사이에 형성되는 틈새형 유로(W)의 폭이 정해진 폭을 유지하도록 함은 물론 수직방향에 대한 설치각도가 정해진 각도(θ2)를 유지하도록 하는 한쌍의 지지겸 경사각도 유지판(722)을 더 돌출 성형한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)의 설치시 수평방향에 대한 경사각도(θ1)는 5~20도로 설정하고, 수직방향에 대한 경사각도(θ2)는 10~45도로 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 순환펌프(6)의 흡입구(61)에는 상기 냉수조(1) 내에서 냉수코일(4)과 냉수코일(4) 사이의 틈새를 통해 순환되어 오는 냉각수를 바닥부 전방향(360도)에 걸쳐 고르게 흡입할 수 있도록 하는 균등 흡입구(611)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 순환펌프(6)의 배출구(62)에 냉수코일(4)의 내측 공간부로 냉각수를 배출시킬 때, 회전력을 주기 위한 냉각수 회전돌기(621)를 더 구비시킨 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치에 대한 작용효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치의 일 실시 예는 도 1에 도시한 바와 같이, 냉수조(1)와 압축기(2), 증발기(3), 냉매코일(5), 하나 또는 다수의 냉수코일(4) 및 순환펌프(6)를 구비한 공지의 정수기용 급속냉각장치 중 상기 냉수코일(4)의 내부에 반달 형상을 갖는 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)을 각각 수직 및 수평 방향으로 정해진 간격과 정해진 경사각도(θ1, θ2)를 갖도록 착탈 가능하게 설치한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 공지된 정수기용 급속냉각장치의 구성요소 중 상기 냉수조(1)는, 상면이 개구된 원통 또는 사각통 형상을 갖도록 합성수지재 등을 이용하여 성형한 것으로, 그 내부에는 정해진 용적의 냉각수를 포함하여, 냉매코일(5)과 하나 또는 다수의 냉수코일(4) 및 순환펌프(6) 등이 내설된다.
뿐만 아니라 비록 도시는 생략하였으나, 상기 냉수조(1)의 외면에는 냉기의 외부유출을 방지하여 냉각효율을 증대시켜 주기 위한 보온재 등이 더 설치될 수 있다.
또, 상기 냉매코일(5)은 소정 지름을 갖는 동파이프 등을 이용하여 정해진 지름을 갖도록 수직방향으로 적층되게 권취한 형태를 갖는 것으로, 상기 냉수조(1)의 내부에서 외면이 내벽과 근접되게 설치된 상태에서 압축기(2)에 연결된 증발기(3)에서 제공하는 냉매가 내부를 흐를 때, 냉수조(1) 내 냉각수 및 냉수코일(4)로 냉기를 발생시켜 주는 기능을 수행한다.
또한, 상기 냉수코일(4)은 냉수의 오염을 방지할 수 있도록 소정 지름을 갖는 스테인레스스틸 파이프 등을 이용하여 상기 냉수코일(4)보다 상대적으로 지름이 작도록 수직방향으로 적층되게 권취된 형태를 갖고 배수꼭지의 설치 개수에 대응하여 하나 또는 그 이상 다수 개가 밀착되게 결합된 것으로, 상기 냉수조(1) 내에서 냉매코일(5) 내측에 형성되는 공간부에 설치하여 냉수코일(4)을 통해 전달되는 냉기와의 열교환을 통해 그 내부로 흐르는 음용수를 정해진 온도 범위 내로 냉각시켜 사용자에게 제공하는 기능을 수행한다.
또, 상기 순환펌프(6)는 기본적으로 저부와 상부에 각각 흡입구(61)와 배출구(62)를 구비하고, 상기 냉수조(1)의 바닥면 중앙에 설치된 상태에서 냉매코일(5)에서 배출되는 냉기에 의해 냉각된 냉각수를 냉수조(1) 바닥부분에서 흡입하여 냉수코일(4) 내측에 형성된 공간부를 통해 상방부로 품어 주고, 다시 냉수코일(4)의 외측과 냉매코일(5)의 내측 사이 틈새를 통해 하방부로 유입되는 냉수를 흡입하여 상기한 바와 같이 냉수코일(4) 내측에 형성된 공간부를 통해 상방부로 품어 순환시키는 동작을 반복하게 된다.
한편, 본 발명에서는 이와 같이 공지된 정수기용 급속냉각장치 중 상기 냉수코일(4)의 내부에 도 3과 같이 반 원판 형상을 갖는 판체(71)와 복수의 고정핀(73)이 일체로 구비된 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)을 각각 수직 및 수평 방향으로 정해진 간격과 정해진 경사각도(θ1, θ2)를 갖도록 착탈 가능하게 설치하여 순환펌프(6)에서 배출되는 냉수가 와류 및 난류성으로 흐르며 냉수코일(4)의 외면에 최대한 많이 그리고 최대한 오랜 시간 동안 접촉되어 냉각효율 자체가 크게 향상되도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)은 냉수코일(4)의 내에서 도 4와 같이 적어도 2개(상하부에서 서로 180도 위상 차를 가짐) 내지 도 7과 같이 3개(상,중,하에 각각 120도 위상 차를 가짐)를 설치할 수 있다.
이때, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)의 수평방향 및 수직방향 경사각도(θ1, θ2)는, 냉수코일(4) 자체의 지름과 내부 공간의 면적 및 순환펌프(6)의 출력용량 등에 의해 결정되는데, 예를 들어 수평방향에 대한 경사각도(θ1)는 도 5와 같이 최소 5도 이상 최대 20도 이하 내의 각도로 설정하고, 수직방향에 대한 경사각도(θ2)는 도 6과 같이 최소 10도 이상 최대 45도 이하 내의 각도로 설치할 경우, 냉각수가 와류를 형성시키며 흐르게 하는 데는 큰 지장을 주지 않으면서도 난류형성에 따른 냉수코일(4)과의 접촉시간 및 면적 증대에는 가장 바람직하다.
이와 같이 상기 냉수코일(4)의 내부에 반 원판 형상을 갖는 판체(71)와 복수의 고정핀(73)이 일체로 구비된 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)을 각각 수직 및 수평 방향으로 정해진 간격과 정해진 경사각도(θ1, θ2)를 갖도록 착탈 가능하게 설치하면, 상기 순환펌프(6)에 의해 냉수조(1)의 바닥부로부터 상방향으로 배출되는 냉각수의 일부는 도 *의 화살표와 같이 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)들의 저면에 부딪혀 회오리 형태로 와류하며 시간이 지연되는 가운데 상부로 난류성을 갖고 이동하게 되고, 나머지 냉각수는 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)과 냉수코일(4) 내측 사이에 형성된 틈새형 유로(W)를 통해 상부로 난류성을 갖고 이동하면서 냉수코일(4)과 많은 면적 및 많은 시간 동안 접촉하며 열교환을 이루게 된다.
따라서, 냉수조(1) 내 냉각수가 전체적으로 균등한 냉각상태를 유지하며, 냉수코일(4) 전체에 고르게 장시간 동안 접촉되는 상태에서 순환이 이루어지게 되므로 냉수코일(4) 내 음용수인 냉수에 대한 냉각효율이 획기적으로 향상된다.
이때, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)의 판체(71)는, 합성수지 또는 금속판재를 이용하여 반 원판 형태로 성형된 형태를 갖고, 순환펌프(6)에서 강하게 배출되는 냉각수의 일부가 저면에 부딪혀 회오리 형태로 와류하며 지연된 시간을 갖고 상부로 이동하게 함은 물론 나머지 일부는 상기 판체(71)의 외주면과 냉수코일(4)의 내측 사이에 형성된 틈새형 유로(W)를 통해 상부로 난류성을 갖고 이동되게 하는 기능을 수행한다.
또, 상기 복수의 고정판(72)은 단부에 고정핀 삽입공(721)을 구비하고, 상기 판체(71)의 외주면에 정해진 간격을 두고 돌출 형성(예를 들어 상호 간 90도 간격을 이루도록 하여 판체(71)의 외주면 양끝부분과 중앙부분에 각각 형성)된 형태를 갖는다.
이와 같은 고정판(72)들은, 경사진 형태를 갖는 상하 인접한 냉수코일(4)들의 틈새에 각각 단부를 끼워 설치할 수도 있고, 또한 상하방향에 대해 서로 인접한 냉수코일(4)들 사이의 틈새(예를 들어 최상부에 위치한 첫 번째 냉수코일과 그 하부인 두 번째 냉수코일 사이 틈새와, 두 번째 냉수코일과 세 번째 냉수코일 사이의 틈새 및 세 번째 냉수코일과 네 번째 냉수코일 사이의 틈새)로 각각 단부가 끼워 설치할 수도 있다.
또, 상기와 같이 냉각코일(4) 사이의 틈새로 끼워 넣음으로 인해 냉수코일(4)의 외측으로 노출된 형태를 갖는 상기 고정판(72)의 고정핀 삽입공(721)에는 고정핀(73)들일 각각 끼워 줌으로써 상기 고정판(72) 및 고정핀(73)들이 상기 냉수코일(4)로부터 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)들이 이탈되지 않도록 하는 기능을 수행함은 물론 상기 판체(71)의 외주면과 냉수코일(4)의 내측 사이에 정해진 폭을 갖는 틈새형 유로(W)가 형성되게 하는 기능을 수행한다.
또한, 본 발명에서는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)의 고정판(72) 내측에서 양측면 상,하부로는 한쌍의 지지겸 경사각도 유지판(722)을 더 돌출 성형하여 줌으로써 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)이 냉수코일(4)의 내측에서 유동되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)의 외면과 냉수코일(4)의 내측면 사이에 형성되는 틈새형 유로(W)의 폭이 정해진 폭을 유지하게 되고, 특히 순환펌프(6)에 의해 지속적으로 뿜어지는 냉각수의 배출압력에 무관하게 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)의 수직방향에 대한 설치각도가 정해진 각도(θ2: 즉 10~45도)를 유지하게 된다.
따라서, 상기 순환펌프(6)에 의해 냉수조(1)의 바닥부로부터 상방향으로 배출되는 냉각수의 일부가 전술한 바와 같이, 수직 및 수평방향에 대해 정해진 경사각도(θ1, θ2)로 경사진 상태를 지속적으로 유지하는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)들의 저면에 부딪혀 계속적인 회오리 형태로 와류하게 됨은 물론 나머지 냉각수는 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판(7)과 냉수코일(4) 내측 사이에 형성된 틈새형 유로(W)를 통해 지속적으로 이동하면서 난류를 형성시키게 되므로 냉수코일(4)과 많은 면적 및 많은 시간 동안 접촉하며 열교환을 이루게 되므로 냉수조(1) 내 냉각수가 전체적으로 균등한 냉각상태를 유지하며, 냉수코일(4) 전체에 고르게 접촉되는 상태에서 순환하게 되어 상기 냉수코일(4) 내 음용수인 냉수에 대한 냉각효율이 지속적으로 향상되게 된다.
또, 본 발명에서는 상기 순환펌프의 흡입구(61)에 도 2와 같이 복수의 흡입공이 전방향에 대해 균일하게 형성되어 있는 원통형의 균등 흡입구(611)를 더 설치하여 줌으로써 상기 냉수조(1) 내에서 냉수코일(4)과 냉수코일(4) 사이의 틈새를 통해 순환되어 오는 냉각수를 바닥부 전방향(360도)에 걸쳐 고르게 흡입할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 상기 순환펌프의 배출구(62) 내면에 스크류 형태의 냉각수 회전돌기(621)를 더 돌출 형성시켜 줌으로써 상기 냉수코일(4)의 내측 공간부로 냉각수를 배출시킬 때, 회전력을 줄 수 있다.
따라서, 상기 냉매코일(5)을 거쳐 냉수조(1)의 바닥측으로 유입되는 냉각수를 순환펌프(6)의 흡입구(61)를 통해 흡입할 때 전체적으로 고르게 흡입할 수 있음은 물론 배출구(62)를 통해 냉각수를 냉수코일(4) 내측에 형성된 공간부로 배출할 때 회전력을 줄 수 있어 냉수조(1) 내 냉각수가 냉수코일(4) 내 공간부에서 보다 균일하면서도 회오리 형태로 와류시키면서 냉수코일(4) 전체의 표면에 고르게 접촉시키며 순환시킬 수 있게 되므로 냉수코일(4) 내로 흐르는 음용수인 냉수에 대한 냉각효율을 더욱 획기적으로 향상시킬 수 있음은 물론 제품 자체의 상품성과 냉각에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 냉수조
2 : 압축기
3 : 증발기
4 : 냉수코일
5 : 냉매코일
6 : 순환펌프
61 : 흡입구 611 : 균등 흡입구
62 : 배출구 621 : 냉각수 회전돌기
7 : 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판
71 : 판체 72 : 고정판
721 : 고정핀 삽입공 722 : 지지겸 경사각도 유지판
73 : 고정핀
W : 틈새형 유로
θ1 : 수평방향 경사각도 θ2 : 수직방향 경사각도

Claims (6)

  1. 상면이 개구된 원통 또는 사각통 형상을 갖고 냉각수가 담겨지는 냉수조와; 정해진 지름을 갖도록 수직방향으로 적층되게 권취된 상태에서 상기 냉수조 내벽과 근접되게 설치된 상태에서 압축기에 연결된 증발기에서 제공하는 냉매가 내부를 흐를 때 냉수조 내 냉각수 및 냉수코일로 냉기를 발생시켜 주는 냉매코일과; 상기 냉수코일보다 상대적으로 지름이 작도록 수직방향으로 적층되게 권취된 상태에서 상기 냉수조 내에서 냉매코일 내측에 설치되어 냉수코일을 통해 전달되는 냉기와의 열교환을 통해 그 내부로 흐르는 음용수를 냉각시켜 사용자에게 제공하는 하나 또는 다수의 냉수코일과; 상기 냉수조의 바닥면 중앙에 설치되어 냉각수를 냉수조 바닥부분에서 흡입하여 냉수코일 내측에 형성된 공간부를 통해 상방부로 품어 주는 순환펌프;로 구성된 정수기용 급속냉각장치에 있어서,
    상기 냉수코일의 내부에 반달 형상을 갖는 복수의 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판을 각각 수직 및 수평 방향으로 정해진 간격과 정해진 경사각도를 갖도록 착탈 가능하게 설치하여, 상기 순환펌프에 의해 냉수조의 바닥부로부터 상방향으로 배출되는 냉각수의 일부는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판들의 저면에 부딪혀 회오리 형태로 와류하며 상부로 난류성을 갖고 이동하고, 나머지 냉각수는 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판과 냉수코일 내측 사이에 형성된 틈새형 유로를 통해 상부로 난류성을 갖고 이동하며 냉수코일 내 음용수와 열교환이 이루어지도록 하고,
    상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판은,
    반 원판 형상을 갖는 판체와;
    단부에 고정핀 삽입공을 구비하고 상기 판체의 외주면에 정해진 간격을 두고 돌출 형성된 형태를 갖고 서로 인접한 냉수코일들 사이의 틈새로 단부가 끼워진 상태에서 상기 고정핀 삽입공에 착탈 가능하게 결합되는 고정핀에 의해 냉수코일로부터 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판이 이탈되지 않도록 하는 복수의 고정판;으로 구성한 것을 특징으로 하는 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판의 고정판 내측에서 양측면 상,하부로는 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판이 냉수코일의 내측에서 유동되는 것을 방지하고, 상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판의 외면과 냉수코일의 내측면 사이에 형성되는 틈새형 유로의 폭이 정해진 폭을 유지하도록 함은 물론 수직방향에 대한 설치각도가 정해진 각도를 유지하도록 하는 한쌍의 지지겸 경사각도 유지판을 더 돌출 성형한 것을 특징으로 하는 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수 와류겸 접촉시간 지연판의 수평방향에 대한 경사각도는 5~20도로 설정하고, 수직방향에 대한 경사각도는 10~45도로 설정한 것을 특징으로 하는 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 순환펌프의 흡입구에는 상기 냉수조 내에서 냉수코일과 냉수코일 사이의 틈새를 통해 순환되어 오는 냉각수를 바닥부 전방향에 걸쳐 고르게 흡입할 수 있도록 하는 균등 흡입구를 더 설치한 것을 특징으로 하는 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 순환펌프의 배출구에 냉수코일의 내측 공간부로 냉각수를 배출시킬 때 회전력을 주기 위한 냉각수 회전돌기를 더 구비시킨 것을 특징으로 하는 효율적인 냉각기능을 갖는 정수기용 급속냉각장치.

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